检索结果-内蒙古大学图书馆

机器人 2010年第4期32卷 478-483页

作者：倪修华陈维山刘军考石胜君哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

建立了被动步行机器人的动力学模型.使用BP神经网络对被动步行稳定不动点进行估算,并将估算值作为Newton-Raphson迭代的初值来求解稳定不动点.该方法解决了以往利用非最简模型求解不动点时,由于初值选取不当所造成的搜索成功率低以及搜... 详细信息

建立了被动步行机器人的动力学模型.使用BP神经网络对被动步行稳定不动点进行估算,并将估算值作为Newton-Raphson迭代的初值来求解稳定不动点.该方法解决了以往利用非最简模型求解不动点时,由于初值选取不当所造成的搜索成功率低以及搜索时间长的问题.在获取训练样本时,参数变化较小时不动点的变化很小;利用这一特点,在计算相邻两个样本的不动点时,只使一个参数发生较小的变化,并将本次使用Newton-Raphson迭代搜索得到的稳定不动点作为搜索下一样本不动点时的初值.使用1000组随机产生的参数对所得神经网络进行测试,结果表明该方法可以大幅提高稳定不动点的搜索成功率,大幅缩短搜索时间.

关键词：被动步行不动点 BP神经网络

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柔性丝线与下游圆柱相互作用的二维数值模拟研究

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工程力学 2015年第12期32卷 40-48页

作者：周凯陈维山哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

基于格子Boltzmann方法和沉浸边界法,首先对柔性丝线在均匀来流中的周期性摆动和圆柱绕流进行了二维数值模拟,并将模拟结果已有研究成果进行了对比分析。为提高计算效率和计算精度,采用了多块网格耦合算法,并在圆柱曲边界处采用了较为... 详细信息

基于格子Boltzmann方法和沉浸边界法,首先对柔性丝线在均匀来流中的周期性摆动和圆柱绕流进行了二维数值模拟,并将模拟结果已有研究成果进行了对比分析。为提高计算效率和计算精度,采用了多块网格耦合算法,并在圆柱曲边界处采用了较为精确的边界处理方法。通过分析柔性丝线的升阻力系数和末端位移,研究了丝线与下游圆柱间距对丝线摆动和尾流特征的影响,并讨论了雷诺数和柔性丝线质量比对结果的影响。通过数值模拟结果得出:下游刚体的存在对柔性丝线有明显的减阻效果;在一定的参数范围内,由于粘滞作用和涡的相互作用,丝线末端的摆动幅值随间距增大相继出现了减小和变大的现象;雷诺数的增大可以增强丝线运动,而丝线质量比起到了不稳定作用。

关键词：多块格子Boltzmann方法沉浸边界法流场特征耦合运动柔性丝线

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导管机器人系统的主从介入

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机器人 2011年第5期33卷 579-584,591页

作者：付宜利高安柱刘浩李凯王树国哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

传统的血管微创介入手术过程中医生在手术现场,其不可避免地遭受大量的X射线照射;并且导管的操作难度较大,对医生插管技术要求过高.针对此问题,研制了一种新型的集成有双电磁传感器的可定位导管机器人,并采用D-H法对其进行了运动学分析... 详细信息

传统的血管微创介入手术过程中医生在手术现场,其不可避免地遭受大量的X射线照射;并且导管的操作难度较大,对医生插管技术要求过高.针对此问题,研制了一种新型的集成有双电磁传感器的可定位导管机器人,并采用D-H法对其进行了运动学分析,同时设计了一套介入装置来代替医生进行导管操作,并通过对主从控制方法的研究实现了该系统的主从介入.在介入过程中,医生通过主手控制介入装置动作来实现导管的推/拉、旋转和弯曲操作,并可在引导图像的辅助下完成插管手术操作.实验表明,开发的可控导管具有较好的操作性能,介入装置实现了3种基本的介入操作,提高了导管的定位精度,同时主从介入方式也保证了医生在手术过程的安全性.

关键词：血管微创手术导管机器人系统可控导管介入装置主从控制

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基于人体运动意图卡尔曼预测的外骨骼机器人控制及实验

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机器人 2015年第3期37卷 304-309页

作者：龙亿杜志江王伟东哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

为在外骨骼控制中准确获取人体运动意图,本文使用力矩传感器测量人机交互信息.基于人体下肢摆动腿的单摆模型获得摆动腿关节的运动轨迹,并使用卡尔曼滤波进行预测,从而弥补意图延时.使用PD(比例-微分)控制律控制外骨骼跟踪人体摆动腿的... 详细信息

为在外骨骼控制中准确获取人体运动意图,本文使用力矩传感器测量人机交互信息.基于人体下肢摆动腿的单摆模型获得摆动腿关节的运动轨迹,并使用卡尔曼滤波进行预测,从而弥补意图延时.使用PD(比例-微分)控制律控制外骨骼跟踪人体摆动腿的关节轨迹,编码器反馈外骨骼关节的实时位置,形成位置闭环控制.进行外骨骼摆动腿实验,结果表明,测得的人机交互信息经过卡尔曼滤波后,可以预测人体摆动腿的运动意图,外骨骼机器人能够实现对人体摆动腿关节轨迹的跟随,所提方法可行.

关键词：人机交互运动意图外骨骼卡尔曼滤波力矩传感器

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基于虚拟环境的多操作者多机器人协作遥操作系统

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机器人 2011年第2期33卷 169-173页

作者：马良闫继宏赵杰陈志峰哈尔滨工业大学机器人技术及系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

建立了基于虚拟环境的多操作者多机器人协作遥操作系统,采用3层C/S结构的控制系统软件构架.根据实验系统平台工作场景对分布式虚拟环境进行建模,以实现多操作者对多机器人的分布式控制.结合多操作者多机器人遥操作系统的结构特点,采用... 详细信息

建立了基于虚拟环境的多操作者多机器人协作遥操作系统,采用3层C/S结构的控制系统软件构架.根据实验系统平台工作场景对分布式虚拟环境进行建模,以实现多操作者对多机器人的分布式控制.结合多操作者多机器人遥操作系统的结构特点,采用本地滞后原理对分布式虚拟环境的一致性控制进行了研究,解决了遥操作系统一致性控制中时钟同步、滞后时间、状态修复等问题.最后在提出的系统平台上进行了不同协作类型的多机器人协调控制实验,操作者与虚拟环境进行交互,在力反馈及实时多视频图像反馈辅助下,实时地观察作业环境并控制机器人运动,安全、高效地完成了作业任务,验证了该系统的合理性和有效性.

关键词：虚拟环境遥操作一致性控制

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腹腔微创机器人远心定位机构优化设计

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机器人 2016年第3期38卷 285-292页

作者：牛国君潘博付宜利哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

提出一种新型的三角形远心定位机构用于腹腔微创手术,该机构简单,刚度高.为得到综合性能较优的三角形远心定位机构,提出了一种新型的多目标优化模型,该模型中包含4个优化目标函数:全局运动学性能指标、机构紧凑性指标、全局刚度综合性... 详细信息

提出一种新型的三角形远心定位机构用于腹腔微创手术,该机构简单,刚度高.为得到综合性能较优的三角形远心定位机构,提出了一种新型的多目标优化模型,该模型中包含4个优化目标函数:全局运动学性能指标、机构紧凑性指标、全局刚度综合性能指标和全局动力学性能指标;3个约束条件:工作空间约束、机构参数约束和质量约束;2个设计变量:2个关节之间夹角.应用非支配遗传算法求解多目标优化问题.根据优化结果建立了三角形远心定位机构实物模型.实验验证了该三角形远心定位机构的有效性.

关键词：微创机器人远心定位机构多目标优化非支配遗传算法

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一种由人类步行启发的半被动双足步行机器人

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中南大学学报（自然科学版） 2011年第4期42卷 1028-1034页

作者：倪修华陈维山刘军考石胜君哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对半被动双足步行机器人所采用的控制方法大多较为复杂,并且缺乏控制参数对机器人性能影响的定量分析,从人类步行的生物力学研究得到启发,提出一种半被动双足步行机器人的控制方法,并定量分析该控制方法各参数对机器人性能的影响。在... 详细信息

针对半被动双足步行机器人所采用的控制方法大多较为复杂,并且缺乏控制参数对机器人性能影响的定量分析,从人类步行的生物力学研究得到启发,提出一种半被动双足步行机器人的控制方法,并定量分析该控制方法各参数对机器人性能的影响。在机器人摆动腿与地发生碰撞后开始于髋关节处施加方波力矩,作为动力输入。采用步态敏感范数衡量机器人的稳定性,采用无量纲步行能耗衡量机器人的步行效率。以稳定性、效率和步行速度作为机器人性能评价指标,通过仿真得到力矩、力矩作用时间和斜坡角度3个参数对机器人性能的影响。由于力矩在1个步行周期中没有做负功,该机器人具有与人类步行相似的高能量效率。该机器人能够实现沿上坡、下坡和平地步行。

关键词：半被动步行机器人稳定性效率速度

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一种空间大容差末端执行器设计方案与仿真分析

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机器人 2011年第6期33卷 691-699页

作者：丰飞刘伊威刘宏蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

根据大型空间机械臂及其在轨服务操作任务的特点,提出了大型空间机械臂末端执行器大容差和软捕获的基本性能要求,同时给出了实现上述基本性能的方法.在此基础上,提出了一种具有大容差性能的机械臂末端执行器设计方案.为了准确获得该类... 详细信息

根据大型空间机械臂及其在轨服务操作任务的特点,提出了大型空间机械臂末端执行器大容差和软捕获的基本性能要求,同时给出了实现上述基本性能的方法.在此基础上,提出了一种具有大容差性能的机械臂末端执行器设计方案.为了准确获得该类末端执行器的性能指标,完成了该类末端执行器的详细设计,也为后期的动力学仿真分析提供准确的3维模型.最终,通过理论和动力学仿真分析,验证了该末端执行器具有较大的容差范围,并达到了空间大型机械臂对末端执行器容差性能的要求.

关键词：对接机构末端执行器大容差软捕获

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基于无源性理论的柔性关节控制器设计

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机器人 2013年第1期35卷 23-31页

作者：张奇谢宗武刘宏蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力,设计了一种基于无源性理论的柔性关节控制器.通过Simulink仿真验证和简化了该控制器,使其更加适合于多自由度机器人的控制.用于实验的7自由度机器人采用DSP+FPGA结构,数字信号处理... 详细信息

为了提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力,设计了一种基于无源性理论的柔性关节控制器.通过Simulink仿真验证和简化了该控制器,使其更加适合于多自由度机器人的控制.用于实验的7自由度机器人采用DSP+FPGA结构,数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)分别实现非线性部分和线性部分计算,避免了由于自由度的增加引起的关节控制器性能变化.实验结果表明,与传统的PD控制相比,基于无源性理论的柔性关节控制器具有力矩波动小以及抖动抑制快、稳态精度高等优点.

关键词：柔性关节无源性现场可编程逻辑门阵列抖动抑制

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一种应用于月球样品采集、返回计划的末端执行器

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机器人 2013年第1期35卷 9-16,97页

作者：李操谢宗武李永绍刘宏哈尔滨工业大学机器人系统与技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080

根据月球样品采集、返回计划的具体技术要求,设计了一种具备挖掘采样、振动筛选和自主解锁等功能的并且能够适应低重力环境以及月壤特殊力学特性的末端执行器.在这种新型的末端执行器的设计过程中运用了仿生学、土壤力学以及颗粒物质力... 详细信息

根据月球样品采集、返回计划的具体技术要求,设计了一种具备挖掘采样、振动筛选和自主解锁等功能的并且能够适应低重力环境以及月壤特殊力学特性的末端执行器.在这种新型的末端执行器的设计过程中运用了仿生学、土壤力学以及颗粒物质力学仿真的设计思想.同时也应用EDEM、ADAMS等仿真软件对设计的细节进行控制,使得设计出来的末端执行器具备较高的采样效率以及较低的功耗.最后,在以4自由度机械臂为基础的试验平台上进行模拟试验,验证了仿真结果和理论计算结果的准确性,以及所设计的末端执行器的实用性.

关键词：末端执行器采样封装仿生设计土壤力学 EDEM

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